【技术实现步骤摘要】
基于自适应力反馈的血管介入机器人系统主端控制方法
[0001]本专利技术涉及控制领域，尤其是基于自适应力反馈的血管介入机器人系统主端控制方法。
技术介绍
[0002]近年来，伴随着机器人技术的进步以及人们对健康问题的更加重视，机器人辅助介入治疗手段逐渐成为人们关注的焦点。目前的血管介入手术设备化利用程度较低，大多是由经验丰富的医生进行操作。介入医生所需的培训时间也较长，并且介入手术的操作较多地依赖经验性操作。此外，由于人的血管弯曲狭窄且分支较多，并且血管壁较为脆弱，这就对实验过程中医生对导管操作的精度提出了很大的要求，需要医生十分精细的操作手法。长时间精细化的手术操作势必会造成医生的操作疲劳，从而可能会影响到手术的效果。此外，操作医生需要经常性地较长时间暴露于X射线之下进行手术操作，即便穿戴有防辐射的铅服，也无法保证医生不受到射线的辐射，而且沉重的铅服不仅会对医生的操作精度造成影响，而且长期穿戴也会对医生的身体造成很大的负担，会对医生的身体健康造成慢性影响。
[0003]因此，出现了血管介入机器人系统，血管介入机器人...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于自适应力反馈的血管介入机器人系统主端控制方法，其特征在于，包括：构建电机模型，所述电机模型用于模拟主端设备中的电机，所述电机包括第一电机及第二电机；所述第一电机用于带动操作杆旋转，还原从端设备所受到的扭力；所述第二电机用于带动所述操作杆沿水平方向运动，还原从端设备所受到的水平方向的阻力；构建滑轨模型，所述滑轨模型用于估算所述主端设备使用过程中的摩擦力；获取从端传感器信号，对所述从端传感器信号进行滤波，得到处理后的传感器信号；构建所述电机的参考模型，所述电机的参考模型是表征电机无误差运行的模型；基于所述参考模型，设置控制器对所述电机模型的参数进行实时校正；基于校正后的电机模型及所述滑轨模型，估算摩擦力，并补偿所述摩擦力；基于所述处理后的传感器信号，将还原的所述从端设备所受到的扭力、还原的所述从端设备所受到的水平方向的阻力作用于操作杆，作用于操作杆的还原后的力即为力反馈。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机模型为：，，，其中，u、i、R、、L分别表示所述电机模型的端电压、线电流、绕组内阻、电机内部磁链和绕组电感，K
e
、K
t
分别是反电动势系数和转矩系数，T
e
表示电机的输出转矩，ω为电机的当前转速，t为当前时间，J为电机的转动惯量常数，B
z
为电机的阻尼系数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滑轨模型为：，，，，以及初始位置条件，其中，M
total
为第一滑块、第二滑块、第一电机、操作杆以及联轴器质量之和，d
w
为同步轮直径，所述同步轮包括第一同步轮及第二同步轮，所述第二电机带动所述第二同步轮旋转，所述第二同步轮、第一同步轮以及同步带共同构成皮带传动装置，所述同步带用于带动固定在同步带上的滑块运动，所述滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第二滑块用于将所述
第一电机固定于同步带，并使所述第一电机与固定在所述同步带上的第一滑块之间保持水平方向的相对静止；所述操作杆与所述第一电机的电机轴通过联轴器进行固定，所述联轴器带动操作杆进行旋转运动；为水平方向总滑动摩擦系数，F
h
为用户对操作杆施加水平方向力，p、v、a分别为滑块固定水平方向的位置、速度、加速度；设，F
ref
为需要跟踪的力信号，所述需要跟踪的力信号为从端传感器传输的、经过过滤的力信号，sign(*)为符号函数，表示当*大于0时为1，*小于0时为
‑
1，*等于0时为0；g为重力常数，f(t)为所述主端设备运行时机械结构产生的扰动，p0为滑轨初始位置。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述从端传感器信号进行滤波，包括：构建非线性跟踪微分器，将所述非线性跟踪微分器作为低通滤波器进行滤波，所述非线性跟踪微分器为：，其中，获取的所述从端传感器信号为f
org
，f
sun
(z1,z2,r,h)满足，，，，其中，F
ref
(k+1)为k+1时刻所述从端传感器通过滤波算法获取的原信号，F
ref
(k)为k时刻所述从端传感器通过滤波算法获取的原信号，h为所述从端传感器实际的采样间隔时间，D
ref
(k)为k时刻所述从端传感器通过滤波算法获取的原信号的一阶导数，D
ref
(k+1)为k+1时刻所述从...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏健，黄志俊，刘金勇，钱坤，郑泽阳，
申请(专利权)人：杭州柳叶刀机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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